JP6401550B2 - Breaker, safety circuit including the same, and secondary battery circuit. - Google Patents
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Description
本発明は、電気機器の2次電池パック等に内蔵される小型のブレーカー等に関するものである。 The present invention relates to a small breaker or the like built in a secondary battery pack or the like of an electric device.
従来、各種電気機器の2次電池やモーター等の保護装置(安全回路)としてブレーカーが使用されている。ブレーカーは、充放電中の2次電池の温度が過度に上昇した場合、又は自動車、家電製品等の機器に装備されるモーター等に過電流が流れた場合等の異常が生じた際に、2次電池やモーター等を保護するために電流を遮断する。このような保護装置として用いられるブレーカーは、機器の安全を確保するために、温度変化に追従して正確に動作する(良好な温度特性を有する)ことと、通電時の抵抗値が安定していることが求められる。 Conventionally, a breaker is used as a protection device (safety circuit) for secondary batteries and motors of various electric devices. When the temperature of the secondary battery during charging / discharging rises excessively, or when an abnormality occurs such as when an overcurrent flows through a motor or the like equipped in a device such as an automobile or home appliance, Cut off current to protect secondary batteries and motors. Breakers used as such protective devices operate accurately following temperature changes (having good temperature characteristics) and have stable resistance when energized to ensure the safety of the equipment. It is required to be.
ブレーカーには、温度変化に応じて動作し、電流を導通又は遮断する熱応動素子が備えられている。特許文献1には、熱応動素子としてバイメタルを適用したブレーカーが示されている。バイメタルとは、熱膨張率の異なる2種類の板状の金属材料が積層されてなり、温度変化に応じて形状を変えることにより、接点の導通状態を制御する素子である。同文献に示されたブレーカーは、固定片、可動片、熱応動素子及びPTCサーミスター等の部品が、ケースに収納されてなり、固定片及び可動片の端子が電気機器の電気回路に接続されて使用される。 The breaker is provided with a thermally responsive element that operates according to a temperature change and conducts or cuts off a current. Patent Document 1 discloses a breaker to which a bimetal is applied as a thermally responsive element. Bimetal is an element that is formed by laminating two types of plate-like metal materials having different coefficients of thermal expansion, and controls the conduction state of the contact by changing the shape in accordance with a temperature change. The breaker shown in the same document is a case in which parts such as a fixed piece, a movable piece, a thermally responsive element and a PTC thermistor are housed in a case, and terminals of the fixed piece and the movable piece are connected to an electric circuit of an electric device. Used.
上記特許文献1に示されたブレーカーにおいて、固定片は、樹脂からなるケース本体にインサート成形により埋設される(同文献の段落(0031)等参照)。一方、可動片、熱応動素子及びPTCサーミスターは、ケース本体に設けられている開口に収容される。可動片、熱応動素子及びPTCサーミスターが収容された開口には蓋部材が装着され、ケース本体と蓋部材とは、超音波溶着等によって固着される(同文献の段落(0037)等参照)。さらに、可動片は、固定部においてケース本体と蓋部材によって挟み込まれて固定されている(同文献の段落(0032)等参照)。 In the breaker disclosed in Patent Document 1, the fixed piece is embedded in a case body made of resin by insert molding (see paragraph (0031) of the same document). On the other hand, the movable piece, the thermally responsive element, and the PTC thermistor are accommodated in an opening provided in the case body. A lid member is attached to the opening in which the movable piece, the thermally responsive element, and the PTC thermistor are housed, and the case body and the lid member are fixed by ultrasonic welding or the like (see paragraph (0037) of the same document). . Furthermore, the movable piece is fixed by being sandwiched between the case main body and the lid member at the fixed portion (see paragraph (0032) of the same document).
しかしながら、上記超音波溶着の際には、ケース本体から溶融した樹脂が、ケース本体と可動片の固定部との固着面からはみ出して樹脂ばりとなる。樹脂ばりがケース本体の開口に大きく突出すると、熱応動素子の端縁等と干渉し、熱応動素子の動作を阻害するおそれがある。 However, during the ultrasonic welding, the resin melted from the case main body protrudes from the fixing surface between the case main body and the fixed portion of the movable piece and becomes a resin flash. If the resin beam protrudes greatly into the opening of the case main body, it may interfere with the edge of the heat responsive element and hinder the operation of the heat responsive element.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、熱応動素子の円滑な動作を担保することにより、良好な電流遮断動作を確保できるブレーカーを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a breaker that can ensure a good current interruption operation by ensuring a smooth operation of the thermally responsive element.
上記目的を達成するために、本発明の第1発明は、固定接点を有する固定片と、先端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、温度変化に伴って変形することにより前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子と、前記熱応動素子を収容するための開口を有する樹脂製の第1ケースと、前記開口を閉鎖するために前記第1ケースに固着される第2ケースとを備えたブレーカーにおいて、前記可動片は、前記第1ケース及び前記第2ケースによって裏表から挟持される挟持部を有し、前記熱応動素子の表側に収容され、前記第1ケースには、前記挟持部の裏面に固着される固着部が、前記開口に面して形成され、前記固着部は、前記熱応動素子の端縁に対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部を有し、前記陥没部は、前記端縁から前記開口の外側に退避して形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention of the present invention includes a fixed piece having a fixed contact, a movable contact at a tip, and a movable piece that presses and contacts the movable contact with the fixed contact; A heat-responsive element that operates the movable piece so that the movable contact is separated from the fixed contact by being deformed in accordance with a temperature change, and a resin-made first case having an opening for accommodating the heat-responsive element And a second case fixed to the first case in order to close the opening, the movable piece includes a sandwiching portion sandwiched from the back and front by the first case and the second case. And the first case has a fixing portion that is fixed to the back surface of the clamping portion so as to face the opening, and the fixing portion has the thermal response. Opposite the edge of the element In-band, it has a recess for recessed from a peripheral region, wherein the depressed portion is characterized by being formed retracted to the outside of the opening from the edge.
本発明の第2発明は、固定接点を有する固定片と、先端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、温度変化に伴って変形することにより前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子と、前記熱応動素子を収容するための開口を有する樹脂製の第1ケースと、前記開口を閉鎖するために前記第1ケースに固着される第2ケースとを備えたブレーカーにおいて、前記可動片は、前記第1ケース及び前記第2ケースによって裏表から挟持される挟持部を有し、前記熱応動素子の表側に収容され、前記第1ケースには、前記挟持部の裏面に固着される固着部が、前記開口に面して形成され、前記挟持部の裏面には、前記熱応動素子の端縁に対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部が設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is a fixed piece having a fixed contact, a movable contact at the tip, a movable piece that presses the movable contact against the fixed contact, and is deformed in accordance with a temperature change. To close the opening, a thermally responsive element that operates the movable piece so that the movable contact is separated from the fixed contact, a first case made of resin having an opening for accommodating the thermally responsive element, and And a second case fixed to the first case, wherein the movable piece has a sandwiching portion that is sandwiched from the front and back by the first case and the second case, The first case is formed with a fixing portion that is fixed to the back surface of the sandwiching portion so as to face the opening, and the back surface of the sandwiching portion is formed on an edge of the thermoresponsive element. In the opposite area, Wherein the recess of recessed from the side region is provided.
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記熱応動素子の端縁は、前記挟持部の側に突出する突出部を有し、前記陥没部は、前記突出部に対向する領域に形成されていることが望ましい。 In the breaker according to the present invention, an edge of the thermally responsive element has a protruding portion protruding toward the clamping portion, and the depressed portion is formed in a region facing the protruding portion. desirable.
本発明の電気機器用の安全回路は、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。 A safety circuit for an electric device according to the present invention includes the breaker.
本発明の2次電池回路は、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。 The secondary battery circuit according to the present invention includes the breaker.
第1発明のブレーカーによれば、可動片及び熱応動素子は、開口から樹脂製の第1ケースに収容され、第2ケースが第1ケースに固着されることにより、開口が閉鎖される。可動片は、第1ケース及び第2ケースによって裏表から挟持される挟持部を有し、熱応動素子の表側に収容される。第1ケースには、挟持部の裏面に固着される固着部が、開口に面して形成され、可動片は、第1ケース及び第2ケースに強固に固定される。固着部は、熱応動素子の端縁に対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部を有しているので、可動片の挟持部と第1ケースの固着部との固着の際に生ずる固着材料のはみ出しであるばりは、陥没部に収容されうる。これにより、第1ケースの開口へのばりの突出が抑制され、電流遮断動作時の熱応動素子とばりとの干渉が回避される。従って、熱応動素子ひいては可動片の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。 According to the breaker of the first invention, the movable piece and the thermally responsive element are accommodated in the resin-made first case from the opening, and the opening is closed by fixing the second case to the first case. The movable piece has a clamping portion that is clamped from the front and back sides by the first case and the second case, and is accommodated on the front side of the thermally responsive element. In the first case, a fixing portion that is fixed to the back surface of the sandwiching portion is formed facing the opening, and the movable piece is firmly fixed to the first case and the second case. Since the fixing portion has a recessed portion that is recessed from the peripheral region in a region facing the edge of the thermally responsive element, the fixing portion is generated when the holding portion of the movable piece and the fixing portion of the first case are fixed. The flash which is the protrusion of the fixing material can be accommodated in the depression. Thereby, the protrusion of the flash to the opening of the first case is suppressed, and interference between the thermally responsive element and the flash during the current interrupting operation is avoided. Therefore, the smooth operation of the thermally responsive element and hence the movable piece is ensured, and a good current interruption operation can be secured.
第2発明のブレーカーによれば、可動片及び熱応動素子は、開口から樹脂製の第1ケースに収容され、第2ケースが第1ケースに固着されることにより、開口が閉鎖される。可動片は、第1ケース及び第2ケースによって裏表から挟持される挟持部を有し、熱応動素子の表側に収容される。第1ケースには、挟持部の裏面に固着される固着部が、開口に面して形成され、可動片は、第1ケース及び第2ケースに強固に固定される。挟持部の裏面は、熱応動素子の端縁に対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部を有しているので、可動片の挟持部と第1ケースの固着部との固着の際に生ずる固着材料のはみ出しであるばりは、陥没部に収容されうる。これにより、第1ケースの開口へのばりの突出が抑制され、電流遮断動作時の熱応動素子とばりとの干渉が回避される。従って、熱応動素子ひいては可動片の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。 According to the breaker of the second invention, the movable piece and the thermally responsive element are accommodated in the first case made of resin from the opening, and the opening is closed by fixing the second case to the first case. The movable piece has a clamping portion that is clamped from the front and back sides by the first case and the second case, and is accommodated on the front side of the thermally responsive element. In the first case, a fixing portion that is fixed to the back surface of the sandwiching portion is formed facing the opening, and the movable piece is firmly fixed to the first case and the second case. Since the back surface of the sandwiching portion has a recessed portion that is recessed from the peripheral region in a region facing the edge of the thermal response element, when the sandwiching portion of the movable piece and the securing portion of the first case are secured The flash which is a sticking material sticking out can be accommodated in the depression. Thereby, the protrusion of the flash to the opening of the first case is suppressed, and interference between the thermally responsive element and the flash during the current interrupting operation is avoided. Therefore, the smooth operation of the thermally responsive element and hence the movable piece is ensured, and a good current interruption operation can be secured.
本発明の第1発明の一実施形態によるブレーカーについて図面を参照して説明する。図1乃至図3は、ブレーカーの構成を示している。ブレーカー1は、固定接点21を有する固定片2と先端部に可動接点41を有する可動片4と、温度変化に伴って変形する熱応動素子5と、PTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスター6と、固定片2、可動片4、熱応動素子5及びPTCサーミスター6を収容するケース7等によって構成されている。ケース7は、ケース本体(第1ケース)71とケース本体71の上面に装着される蓋部材(第2ケース)81等によって構成されている。
A breaker according to an embodiment of the first invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 show the configuration of the breaker. The breaker 1 includes a
固定片2は、例えば、銅等を主成分とする金属板(この他、銅−チタン合金、洋白、黄銅などの金属板)をプレス加工することにより形成され、ケース本体71にインサート成形により埋め込まれている。固定片2の一端には外部回路と電気的に接続される端子22が形成され、他端側には、PTCサーミスター6を支持する支持部23が形成されている。PTCサーミスター6は、固定片2の支持部23に3箇所形成された凸状の突起(ダボ)24の上に載置されて、突起24に支持される。
The
固定接点21は、例えば、銀、ニッケル、ニッケル−銀合金の他、銅−銀合金、金−銀合金などの導電性の良い材料のクラッド、メッキ又は塗布等により可動接点41に対向する位置に形成され、ケース本体71の内部に形成されている開口73aの一部から露出されている。端子22はケース本体71の端縁から外側に突き出されている。支持部23は、ケース本体71の内部に形成されている開口73dから露出されている。
The fixed
本出願においては、特に断りのない限り、固定片2において、固定接点21が形成されている側の面(すなわち図1において上側の面)を表(おもて)面、その反対側の面を裏(うら)面として説明している。他の部品、例えば、可動片4及び熱応動素子5等についても同様である。
In the present application, unless otherwise specified, in the
可動片4は、熱応動素子5の表側に配設されている。可動片4は、板状の金属材料をプレス加工することにより、長手方向の中心線に対して対称なアーム状に形成されている。可動片4の材料としては、例えば、固定片2と同等の銅等を主成分とするものが好ましい。この他、銅−チタン合金、洋白、黄銅などの導電性弾性材料を用いてもよい。
The
可動片4の一端側の先端部4eには、可動接点41が形成されている。可動接点41は、固定接点21と同等の材料によって形成され、溶接の他、クラッド、かしめ(crimping)等の手法によって可動片4の先端部4eに接合されている。可動片4の他端側には、外部回路と電気的に接続される端子42が形成されている。
A
可動片4は、可動接点41と端子42の間に、挟持部43、第1弾性部44及び第2弾性部45を有している。挟持部43においてケース本体71と蓋部材81によって挟み込まれて可動片4が固定され、第1弾性部44が弾性変形することにより、その先端部4eに形成されている可動接点41が固定接点21に押圧されて接触し、固定片2と可動片4とが通電可能となる。
The
第2弾性部45は、挟持部43と端子42との間に形成されている。本実施形態では、挟持部43と端子42との間に円形の貫通孔46及びくびれ部47を設けることにより、第2弾性部45の弾性係数は第1弾性部44の弾性係数よりも低く設定されている。ここで、弾性係数とは、応力に応じたひずみの変化率をいい、応力の方向は特に限定されない。第2弾性部45の弾性係数が第1弾性部44より低いということは、可動片4が破壊されない程度の外力が端子42に加えられたとき、第1弾性部44における変形よりも第2弾性部45における変形が大きいことになる。さらに本実施形態においては、第2弾性部45と第1弾性部44との間の挟持部43において、可動片4が強固に固定されているため、第2弾性部45に生ずる応力は第1弾性部44にはほとんど伝達されず、第1弾性部44から可動接点41にかけて変形は生じない。
The second
可動片4は、第1弾性部44において、プレス加工により湾曲又は屈曲されている。湾曲又は屈曲の度合いは、熱応動素子5を収納できる限り特に限定はなく、動作温度及び復帰温度における弾性力、接点の押圧力などを考慮して適宜設定すればよい。また、第1弾性部44の裏面には、熱応動素子5に対向して一対の突起(接触部)44a,44bが形成されている。突起44a,44bと熱応動素子5とは接触して、突起44a,44bを介して熱応動素子5の変形が第1弾性部44に伝達される(図1、図2及び図3参照)。
The
熱応動素子5は円弧状に湾曲した初期形状をなし、熱膨張率の異なる薄板材を積層することにより形成される。過熱により動作温度に達すると、熱応動素子5の湾曲形状は、スナップモーションを伴って逆反りし、冷却により復帰温度を下回ると復元する。熱応動素子5の初期形状は、プレス加工により形成することができる。所期の温度で熱応動素子5の逆反り動作により可動片4の第1弾性部44が押し上げられ、かつ第1弾性部44の弾性力により元に戻る限り、熱応動素子5の材質及び形状は特に限定されるものでないが、生産性及び逆反り動作の効率性の観点から矩形が望ましく、小型でありながら第1弾性部44を効率的に押し上げるために正方形に近い長方形であるのが望ましい。なお、熱応動素子5の材料としては、例えば、高膨脹側に銅−ニッケル−マンガン合金又はニッケル−クロム−鉄合金、低膨脹側に鉄−ニッケル合金をはじめとする、洋白、黄銅、ステンレス鋼など各種の合金からなる熱膨張率の異なる2種類の材料を積層したものが、所要条件に応じて組み合わせて使用される。
The thermally
PTCサーミスター6は、固定片2と熱応動素子5との間に配設されている。すなわち、PTCサーミスター6を挟んで、固定片2は熱応動素子5の直下に位置している。熱応動素子5の逆反り動作により固定片2と可動片4との通電が遮断されたとき、PTCサーミスター6に流れる電流が増大する。PTCサーミスター6は、温度上昇と共に抵抗値が増大して電流を制限する正特性サーミスターであれば、動作電流、動作電圧、動作温度、復帰温度などの必要に応じて種類を選択でき、その材料及び形状はこれらの諸特性を損なわない限り特に限定されるものではない。本実施形態では、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム又はチタン酸カルシウムを含むセラミック焼結体が用いられる。セラミック焼結体の他、ポリマーにカーボン等の導電性粒子を含有させたいわゆるポリマーPTCを用いてもよい。
The
ケース7を構成するケース本体71及び蓋部材81は、例えば、難燃性のポリアミド、耐熱性に優れたポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などの熱可塑性樹脂により成形されている。上述した樹脂と同等以上の特性が得られるのであれば、樹脂以外の材料を適用してもよい。
The
ケース本体71には、可動片4、熱応動素子5及びPTCサーミスター6などを収容するための収容凹部73が形成されている。収容凹部73は、可動片4を収容するための開口73a,73b、可動片4及び熱応動素子5を収容するための開口73c、並びに、PTCサーミスター6を収容するための開口73d等を有している。開口73aは、可動片4の先端及び可動接点41を収容すると共に、それらの可動領域を確保するために設けられている。開口73bは、可動片4の挟持部43及び第2弾性部45を収容するために設けられている。開口73cは、熱応動素子5を収容すると共に、その可動領域を確保するために設けられている。開口73dは、PTCサーミスター6を収容するために設けられている。ケース本体71に蓋部材81が固着されることにより、開口73a,73b,73c及び73dが閉鎖される。なお、ケース本体71に組み込まれた可動片4、熱応動素子5及びPTCサーミスター6の端縁は、収容凹部73の内部に形成されている枠によってそれぞれ当接され、熱応動素子5の逆反り時に案内される。
The case
開口73bは、可動片4の第2弾性部45に対応する形状に形成されている。また、開口73bの底部には、蓋部材81の側に突出する突起74が設けられている。突起74は、
可動片4がケース本体71に組み込まれる際に、可動片4の貫通孔46に挿入される。これにより、ケース本体71に対して可動片4が容易かつ正確に位置決めされる。
The
When the
蓋部材81には、必要に応じてカバー片がインサート成形によって埋め込まれていてもよい。カバー片は、上述した銅等を主成分とする金属板又はステンレス鋼等の金属板をプレス加工することにより形成される。カバー片は、蓋部材81のひいては筐体としてのケース7の剛性・強度を高めつつブレーカー1の小型化に貢献する。カバー片の外面側には、樹脂が配されている。
A cover piece may be embedded in the
図1に示すように、固定片2、可動片4、熱応動素子5及びPTCサーミスター6等を収容したケース本体71の開口73a,73b,73c及び73d等を塞ぐように、蓋部材81が、ケース本体71に装着される。その後、ケース本体71と蓋部材81とは、例えば超音波溶着によって固着される。
As shown in FIG. 1, a
図2は、通常の充電又は放電状態におけるブレーカー1の動作を示している。通常の充電又は放電状態においては、熱応動素子5は初期形状を維持し(逆反り前であり)、固定接点21と可動接点41は接触し、可動片4の第1弾性部44などを通じてブレーカー1の両端子22、42間は導通している。可動片4の第1弾性部44と熱応動素子5とは接触しており、可動片4、熱応動素子5、PTCサーミスター6及び固定片2は、回路として導通している。しかし、PTCサーミスター6の抵抗は、可動片4の抵抗に比べて圧倒的に大きいため、PTCサーミスター6を流れる電流は、固定接点21及び可動接点41を流れる量に比して実質的に無視できる程度である。
FIG. 2 shows the operation of the breaker 1 in a normal charge or discharge state. In a normal charge or discharge state, the thermally
図3は、過充電状態又は異常時などにおけるブレーカー1の動作を示している。過充電又は異常により高温状態となると、動作温度に達した熱応動素子5は逆反りし、可動片4の第1弾性部44が押し上げられて固定接点21と可動接点41とが離反する。このとき、固定接点21と可動接点41の間を流れていた電流は遮断され、僅かな漏れ電流が熱応動素子5及びPTCサーミスター6を通して流れることとなる。PTCサーミスター6は、このような漏れ電流の流れる限り発熱を続け、熱応動素子5を逆反り状態に維持させつつ抵抗値を激増させるので、電流は固定接点21と可動接点41の間の経路を流れず、上述の僅かな漏れ電流のみが存在する(自己保持回路を構成する)。この漏れ電流は安全装置の他の機能に充てることができる。
FIG. 3 shows the operation of the breaker 1 in an overcharged state or an abnormality. When a high temperature state occurs due to overcharge or abnormality, the thermally
過充電状態を解除し、又は異常状態を解消すると、PTCサーミスター6の発熱も収まり、熱応動素子5は復帰温度に戻り、元の初期形状に復元する。そして、可動片4の第1弾性部44の弾性力によって可動接点41と固定接点21とは再び接触し、回路は遮断状態を解かれ、図2に示す導通状態に復帰する。
When the overcharge state is canceled or the abnormal state is resolved, the heat generation of the
図4は、固定片2が埋設されたケース本体71を示している。図5は、さらに、PTCサーミスター6及び熱応動素子5が組み込まれたケース本体71を示している。ケース本体71には、蓋部材81に固着される第1固着部75と、可動片4に固着される第2固着部76とが設けられている。第1固着部75は、収容凹部73すなわち開口73a,73b及び73cの周囲に平面状に連続して形成されている。第2固着部76は、開口73cに面して形成されている。第2固着部76は、開口73bの底部に平面状に形成されている。本実施形態では、第1固着部75と第2固着部76との間には、可動片4の厚さに相当する段差が設けられている。かかる段差を蓋部材81の側に設けることにより、第2固着部76が第1固着部75と同一の平面上に形成されていてもよい。第1固着部75と第2固着部76との間に設けられた段差と蓋部材81の側に設けられた段差の和が可動片4の厚さに相当するように各段差が設定されていてもよい。
FIG. 4 shows a
第2固着部76は、陥没部77を有している。陥没部77は、開口73cの端縁に沿ってブレーカー1の短手方向に溝状にのびている。陥没部77は、熱応動素子5の端子42側の端縁5e(図5参照)に対向する領域において、その周辺領域76aから陥没する。ここで、周辺領域76aとは、第2固着部76のうち、熱応動素子5の端縁5eに対向する領域の周辺に位置している領域である。陥没部77は、熱応動素子5の端縁5eから開口73cの外側(突起74及び端子42等の側すなわち、可動接点41とは反対側)に退避して形成されている。既に述べたように、開口73cは、熱応動素子5の熱変形時の可動領域を確保するために設けられている。従って、陥没部77は、熱応動素子5の可動領域から外側に退避して形成されている。すなわち、陥没部77は、熱応動素子5の可動領域から外側に設けられている。本実施形態では、第2固着部76は、陥没部77と周辺領域76aとの間で、階段状の段差を有している。陥没部77と周辺領域76aとの間には、両者をつなぐ斜面が形成されていてもよい。
The
第2固着部76には、熱応動素子5の端縁5eに対向する領域において、周辺領域76aから陥没する陥没部77が形成されているので、第2固着部76と可動片4の挟持部43との溶着の際に、溶融した樹脂の大部分は陥没部77に収容される。これにより、ケース本体71の開口73cへの樹脂のはみ出しである樹脂ばりが抑制され、電流遮断動作時の熱応動素子5と樹脂ばりとの干渉が回避される。従って、熱応動素子5ひいては可動片4の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。さらに本実施形態では、陥没部77は、熱応動素子5の端縁5eから開口73cの外側に退避して形成されているので、熱応動素子5と樹脂ばりとの干渉がより一層回避される。
Since the second fixing
図6は、ケース本体71に蓋部材81が固着される工程を、陥没部77の近傍を拡大して示している。図6(a)では、ケース本体71に蓋部材81が装着される工程が、図6(b)では、ケース本体71に蓋部材81が固着される工程がそれぞれ示されている。
FIG. 6 shows the process of fixing the
図6(b)に示される固着工程では、第2固着部76の樹脂が溶融することによって生じた樹脂78が、可動片4の挟持部43と第2固着部76との間で流動する。流動する樹脂78の端縁部には、樹脂78のはみ出しである樹脂ばり78aが形成されている。
In the adhering step shown in FIG. 6B, the
既に述べたように、ブレーカー1ではケース本体71の第2固着部76に陥没部77が設けられているので、上記流動する樹脂78は陥没部77に収容され、樹脂ばり78aの発生が抑制される。第2固着部76に対する陥没部77の落差は、流動する樹脂78の量に応じて適宜設定することができる。開口73cの端縁からの陥没部77の奥行についても、同様である。例えば、図6に示される例では、流動する樹脂78の全てが陥没部77に収容され、陥没部77から開口73cの側に樹脂ばり78aが突出しない程度に、陥没部77の上記落差及び奥行が設定されている。熱応動素子5Bの端縁5eと樹脂ばり78aとが干渉しない程度に樹脂ばり78aが陥没部77から開口73cの側に僅かに突出している形態であってもよい。
As already described, the breaker 1 is provided with the
なお、本実施形態では、陥没部77の底部は、熱応動素子5の端縁5eよりも上方すなわち可動片4の挟持部43の側に形成されている。かかる構成によって、陥没部77の下方におけるケース本体71の肉厚が確保され、ケース本体71の剛性及び強度を十分に高めることが可能となる。
In the present embodiment, the bottom portion of the
図7及び8は、熱応動素子5及びケース本体71の変形例を示している。図7に示される熱応動素子5Aは、その第2固着部76側の角部に直線状に切断された切断端部51を有する。熱応動素子5Aの端縁5eは、上述した熱応動素子5の端縁5eと同様に、ブレーカー1の短手方向にのびて形成されているので、ケース本体71Aの陥没部77も上述したケース本体71の陥没部77と同様に、ブレーカー1の短手方向における熱応動素子5Aの略全幅に亘って形成されている。切断端部51が熱応動素子5の対角線の外側に突出する場合も、陥没部77は、上記と同様に形成される。
7 and 8 show modifications of the thermally
図8に示される熱応動素子5Bは、第2固着部76の側すなわち可動片4の挟持部43の側に突出する突出部52を有している。従って、熱応動素子5Bの端縁5eは、突出部52の先端である。このような熱応動素子5Bを収容するケース本体71Bには、突出部52に対向する領域に陥没部77が形成される。すなわち、突出部52と陥没部77とは、平面視で略相似形に形成されている。これにより、突出部52の先端すなわち端縁5eと樹脂ばり78aとの干渉が回避されうる。
The heat-
以上のように、本第1発明に係る実施形態のブレーカー1によれば、可動片4及び熱応動素子5は、開口73a,73b,73cから樹脂製のケース本体71に収容され、蓋部材81がケース本体71に固着されることにより、開口73a,73b,73cが閉鎖される。可動片4は、ケース本体71及び蓋部材81によって裏表から挟持される挟持部43を有し、熱応動素子5の表側に収容される。ケース本体71には、挟持部43の裏面に固着される第2固着部76が、開口73cに面して形成され、可動片4は、ケース本体71及び蓋部材81に強固に固定される。第2固着部76は、熱応動素子5の端縁5eに対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部77を有しているので、可動片4の挟持部43とケース本体71の第2固着部76との固着の際に溶融した樹脂78は、陥没部77に収容されうる。これにより、ケース本体71の開口73cへの樹脂ばり78aの突出が抑制され、電流遮断動作時の熱応動素子5と樹脂ばり78aとの干渉が回避される。従って、熱応動素子5ひいては可動片4の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。
As described above, according to the breaker 1 of the embodiment according to the first invention, the
以下、第2発明の一実施形態によるブレーカーについて図面を参照して説明する。図9は、第2発明のブレーカーに適用される可動片4Aを、その裏側から示している。可動片4Aは、挟持部43の裏面に陥没部48を有している点で、第1発明の可動片4とは異なる。陥没部77を有するケース本体71と陥没部48を有する可動片4Aとを組み合わせることによって、ブレーカーが構成される形態であってもよいし、陥没部77を有していないケース本体と可動片4Aとを組み合わせることによって、ブレーカーが構成される形態であってもよい。第2発明のブレーカーのうち、以下で説明されてない部分については、上述した第1発明のブレーカー1の構成が採用されうる。
Hereinafter, a breaker according to an embodiment of the second invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 shows the
陥没部48は、熱応動素子5の端縁5eに対向する領域に設けられている。陥没部48は、その周辺領域43aから陥没して形成されている。ここで、周辺領域43aとは、挟持部43のうち、熱応動素子5の端縁5eに対向する領域の周辺に位置している領域である。陥没部48は、熱応動素子5の端縁5eから開口73cの外側(端子42等の側すなわち、可動接点41とは反対側)に退避して形成されている。これにより、挟持部43の裏面は、陥没部48と周辺領域43aとの間で、階段状の段差を有している。陥没部48と周辺領域43aとの間には、両者をつなぐ斜面が形成されていてもよい。また、第1弾性部44は、陥没部48と同等の厚さに形成されていてもよい。
The
挟持部43には、周辺領域43aから陥没する陥没部48が形成されているので、挟持部43とケース本体71との溶着の際に溶融した樹脂78の大部分は、陥没部48に収容される。これにより、ケース本体71の開口73cへの樹脂78のはみ出しである樹脂ばり78aが抑制され、電流遮断動作時の熱応動素子5と樹脂ばり78aとの干渉が回避される。従って、熱応動素子5の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。
Since the sandwiched
第2発明において、可動片4Aは、図7に示される熱応動素子5A又は図8に示される熱応動素子5Bと組み合わせてブレーカーに適用することができる。例えば、可動片4Aと熱応動素子5Bとを組み合わせる場合、陥没部48は、突出部52に対向する領域に形成される。これにより、突出部52の先端すなわち端縁5eと樹脂ばり78aとの干渉が回避されうる。
In the second invention, the
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、固定接点21を有する固定片2と、先端部4eに可動接点41を有し、可動接点41を固定接点21に押圧して接触させる可動片4と、温度変化に伴って変形することにより可動接点41が固定接点21から離反するように可動片4を作動させる熱応動素子5と、可動片4及び熱応動素子5を収容するための開口73a,73b,73cを有する樹脂製のケース本体71と、開口73a,73b,73cを閉鎖するためにケース本体71に固着される蓋部材81等とを備えたブレーカー1等において、少なくとも以下の構成を備えていればよい。
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and has a fixed
すなわち、少なくとも、可動片4は、ケース本体71及び蓋部材81によって裏表から挟持される挟持部43を有し、熱応動素子5等の表側に収容され、ケース本体71には、挟持部43の裏面に固着される第2固着部76が、開口73cに面して形成され、第2固着部76は、熱応動素子5の端縁5eに対向する領域において、その周辺領域76aから陥没する陥没部77を有していればよい。
That is, at least the
また、少なくとも、可動片4Aは、ケース本体71及び蓋部材81によって裏表から挟持される挟持部43を有し、熱応動素子5の表側に収容され、ケース本体71には、挟持部43の裏面に固着される第2固着部76が、開口73cに面して形成され、挟持部43の裏面は、熱応動素子5の端縁5eに対向する領域において、その周辺領域43aから陥没する陥没部48を有していればよい。
At least the
また、ケース本体71と蓋部材81との固着手法は、超音波溶着に限られることなく、両者が強固に固着される手法であれば、適宜適用することができる。例えば、液状又はゲル状の接着剤を塗布・充填し、硬化させることにより、両者が接着されてもよい。この場合、陥没部77又は48に接着剤が収容され、ケース本体71の開口73cへの余分な接着剤のはみ出しが抑制され、電流遮断動作時の熱応動素子5と接着剤との干渉が回避される。また、ケース7は、ケース本体71と蓋部材81等によって構成される形態に限られることなく、2個以上の部品によって構成されていればよい。
The fixing method between the case
また、固定片2、可動片4、熱応動素子5、PTCサーミスター6及び収容凹部73等の形状も、図1等に示したものに限られず、適宜変更可能である。
Further, the shapes of the fixed
また、特開2005−203277号公報に示されるような、挟持部43又はその近傍において、可動片4が端子42の側のアームターミナルと可動接点41の側の可動アームに構造的に分離されている形態に、本発明を適用してもよい。また、アームターミナルと可動アームとが溶接等によって固定されていてもよい。この場合において、挟持部43、第2弾性部45及び端子42は、固定片2等と共にケース本体71にインサート成形されていてもよい。
Further, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-203277, the
また、本発明のブレーカー1は、2次電池パック、電気機器用の安全回路等にも広く適用できる。図10は2次電池パック500を示す。2次電池パック500は、2次電池501と、2次電池501の出力端回路中に設けたブレーカー1とを備える。図11は電気機器用の安全回路502を示す。安全回路502は2次電池501の出力回路中に直列にブレーカー1を備えている。ブレーカー1を備えた2次電池パック500又は安全回路502によれば、良好な電流遮断動作を確保できる2次電池パック500又は安全回路502を製造できる。
Further, the breaker 1 of the present invention can be widely applied to secondary battery packs, safety circuits for electric devices, and the like. FIG. 10 shows a
1 ブレーカー
2 固定片
21 固定接点
4 可動片
4A 可動片
41 可動接点
48 陥没部
5 熱応動素子
5A 熱応動素子
5B 熱応動素子
5e 端縁
52 突出部
7 ケース
71 ケース本体(第1ケース)
73c 開口
76 第2固着部
77 陥没部
81 蓋部材(第2ケース)
501 2次電池
502 安全回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
501
Claims (5)
先端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、
温度変化に伴って変形することにより前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子と、
前記熱応動素子を収容するための開口を有する樹脂製の第1ケースと、
前記開口を閉鎖するために前記第1ケースに固着される第2ケースとを備えたブレーカーにおいて、
前記可動片は、前記第1ケース及び前記第2ケースによって裏表から挟持される挟持部を有し、前記熱応動素子の表側に収容され、
前記第1ケースには、前記挟持部の裏面に固着される固着部が、前記開口に面して形成され、
前記固着部は、前記熱応動素子の端縁に対向する領域に陥没部を有し、
前記陥没部は、該陥没部の周辺の前記固着部から陥没し、前記端縁から前記開口の外側に退避して形成されていることを特徴とするブレーカー。 A fixed piece having a fixed contact;
A movable piece having a movable contact at a tip, and pressing the movable contact against the fixed contact; and
A thermally responsive element that operates the movable piece so that the movable contact is separated from the fixed contact by being deformed with a temperature change;
A first case made of resin having an opening for accommodating the thermally responsive element;
In a breaker comprising a second case fixed to the first case to close the opening,
The movable piece has a sandwiching portion that is sandwiched from the back and front by the first case and the second case, and is housed on the front side of the thermally responsive element,
In the first case, a fixing portion fixed to the back surface of the clamping portion is formed facing the opening,
The fixing unit includes a death portion Recessed in a region opposed to the edge of the heat responsive element,
The breaker is formed of a breaker that is depressed from the fixed portion around the depression and is retracted from the edge to the outside of the opening.
先端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、
温度変化に伴って変形することにより前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子と、
前記熱応動素子を収容するための開口を有する樹脂製の第1ケースと、
前記開口を閉鎖するために前記第1ケースに固着される第2ケースとを備えたブレーカーにおいて、
前記可動片は、前記第1ケース及び前記第2ケースによって裏表から挟持される挟持部を有し、前記熱応動素子の表側に収容され、
前記第1ケースには、前記挟持部の裏面に固着される固着部が、前記開口に面して形成され、
前記挟持部の裏面には、前記熱応動素子の端縁に対向する領域に陥没部が設けられ、
前記陥没部は、該陥没部の周辺の前記挟持部から陥没していることを特徴とするブレーカー。 A fixed piece having a fixed contact;
A movable piece having a movable contact at a tip, and pressing the movable contact against the fixed contact; and
A thermally responsive element that operates the movable piece so that the movable contact is separated from the fixed contact by being deformed with a temperature change;
A first case made of resin having an opening for accommodating the thermally responsive element;
In a breaker comprising a second case fixed to the first case to close the opening,
The movable piece has a sandwiching portion that is sandwiched from the back and front by the first case and the second case, and is housed on the front side of the thermally responsive element,
In the first case, a fixing portion fixed to the back surface of the clamping portion is formed facing the opening,
The back surface of the sandwiching portion, sinking portion is provided Recessed in a region facing the edge of the heat responsive element,
The breaker is depressed from the sandwiching portion around the depression .
前記陥没部は、前記突出部に対向する領域に形成されている請求項1又は2に記載のブレーカー。 The edge of the thermally responsive element has a protruding portion that protrudes toward the clamping portion,
The breaker according to claim 1, wherein the depressed portion is formed in a region facing the protruding portion.
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